L’ASCENSEUR

Les Différents Types D’ascenseurs

Il existe deux grands types de familles d’ascenseurs utilisés dans les bâtiments :
Les ascenseurs à traction à câble
Les ascenseurs hydrauliques

Ces deux types d’ascenseur se distinguent par leur mode de mise en mouvement. Dans le premier cas, un moteur électrique entraine une poulie grâce à des moyens que je décrirai plus loin. Cette poulie entraine à son tour un ou plusieurs câbles qui soutiennent la cabine. Dans le deuxième cas, c’est un piston qui permet le mouvement de la cabine. Ce piston est actionné par une pompe hydraulique, qui est elle même actionnée par un moteur électrique.
Dans ce travail, je vais décrire les différents types d’ascenseur qu’on peut rencontrer dans les bâtiments et les aspects constructifs liés à leur installation.

2.Généralités sur les ascenseurs
Tout d’abord je pense qu’il est nécessaire de définir les différents composants d’un ascenseur.
L’ascenseur est en premier lieu composé d’une cabine, qui est l’organe destiné au transport des passagers. Cette cabine est fixée dans l’étrier qui est un cadre métallique attelé aux organes de suspensions. L'étrier est guidé par des guides au moyen de coulisseaux. Les guides permettent de maintenir la cabine dans une position rigoureusement verticale pendant son déplacement dans la gaine.

Les guides se présentent sous l'aspect de profils rabotés ou étirés en acier à haute résistance, dont la section est en général en forme de té. Leur dimension est fonction de la charge de l'appareil. Les barres de guidages étant livrées en longueurs de 5m, on les assemble au moyen d'éclisses et de boulons. L'alignement correct des barres de guidage est obtenu à l'aide de goupilles ou de tenon.
Dans le cas des ascenseurs à traction par câbles, l’étrier est suspendu à un ou plusieurs câbles reliés à un contrepoids. Les câbles passent dans une poulie actionnée par un moteur.
La gaine est un espace clos dans lequel se déplacent la cabine et son contrepoids lorsqu’il existe. Elle comporte des portes palières correspondant aux différents niveaux desservis.
Une cuvette est placée dans la partie inférieure de la gaine et une réserve dans sa partie supérieure. Ces parties comportent les amortisseurs ou les butées.

3.Ascenseur hydraulique
Les ascenseurs hydrauliques sont utilisés pour satisfaire des déplacements relativement courts. En général, leur déplacement maximum est de l’ordre de 18m. On peut rencontrer plusieurs types d’ascenseur hydraulique sur le marché. En voici trois exemples :
À cylindre de surface
À cylindre enterré
Télescopiques à cylindre de surface
Dans les images ci-dessous on peut observer que l’endroit où se fixent le ou les pistons sur l’étrier dépend de la technologie utilisée.

4.4.Ascenseur sans contrepoids
Les ascenseurs sans contrepoids sont souvent utilisés dans des bâtiments déjà existant dans lesquels on veut installer un ascenseur. L’absence du contrepoids réduit l’espace occupé par la gaine. On peut par exemple installer un ascenseur de ce type au milieu d’une cage d’escalier, quitte à réduire un peu la largeur des marches. Une largeur minimum de 80 cm sera quand même respectée par mesure de sécurité.
Le principe de cet ascenseur est d’enrouler le câble qui porte la cabine autour d’un tambour. Ce tambour est actionné par un motoréducteur comme pour les ascenseurs avec contrepoids. Ce principe permet un gain de place mais limite l’ascenseur en vitesse et en charge.

Energiquement parlant, les ascenseurs hydrauliques posent un problème de consommation élevée due à l’absence de contrepoids. Mais cette absence de contrepoids peut aussi être un avantage. En effet, les ascenseurs hydrauliques sont faciles à installer dans des bâtiments déjà existant. L’absence de contrepoids réduit la place occupée par la gaine dans le bâtiment. De plus, la salle des machines peut être située dans une pièce éloignée de la gaine.
Comme les charges de l'ascenseur sont appliquées sur un petit espace, il est nécéssaire de renforcé les fondations du batiment et même parfois le sol. Dans le cas où le sol est gorgé d'eau, il est nécéssaire de couler des pieux en béton pour augmenter la résistance du sol.
Les ascenseurs hydrauliques ont aussi un avantage au point de vu esthétique du bâtiment. La salle des machines étant située en dessous ou au même niveau que la gaine, elle ne dépasse pas du toit comme dans le cas des ascenseurs à traction par câble.
Par contre, les ascenseurs hydrauliques ont comme inconvénient principale de posséder un réservoir d'huile, nécessaire à son fonctionnement. A cause de cette huile, il y a un risque de pollution du sol et surtout des nappes phréatiques.

4.Les ascenseurs à traction par câbles
Les ascenseurs à traction par câbles sont ceux qui sont le plus utilisé dans les bâtiments. Il en existe plusieurs types qu’on différencie par leur motorisation :
A vis sans fin
A réducteur planétaire
Gearless ou sans réducteur
Dans les cas que je vais développer, l’ascenseur est équipé d’un contrepoids. Il existe aussi des ascenseurs à traction par câbles sans contrepoids. Je n’en dirai que quelques mots car ils sont rarement utilisés.

4.1.Motorisation avec vis sans fin
Ce type de motorisation est utilisé dans beaucoup de bâtiments. Mais à l’heure actuelle elle est de plus en abandonné au profit des motorisations Gearless dont je vous parlerai après.
Dans ce cas, une poulie de traction est mise en rotation grâce à d’engrenages, reliés au moteur par l’intermédiaire d’une vis sans fin.
La vis sans fin provoque de nombreuses pertes mécaniques, ce qui rend la consommation électrique plus importante. Cette motorisation est encombrante et demande d’être installée sur le toit.

4.2.Motorisation avec réducteur de vitesse
Dans ce type de motorisation, la poulie est reliée au moteur par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse. Je vais développer en particulier le cas du réducteur planétaire.

Les appareils à treuil planétaire utilisent le système de réduction de vitesse par engrenages planétaires. Accouplés à un moteur électrique, ils permettent d'avoir un rapport de réduction appréciable pour obtenir une plage de vitesse compatible avec le confort et l'efficacité de déplacement souhaitée.
Etant donné que le frottement dans ce genre de réducteur est très faible, le rendement de ce système est très élevé. En effet, les treuil planétaire ont un rendement qui avoisine 98%. Si il est accouplé à un moteur performant, l'ensemble peu atteindre un rendement global de l'ordre de 80%. De ce fait, la consommation énergétique est fortement diminuée.

4.3.Motorisation sans réducteur de vitesse ou "Gearless"
L’ascenseur gearless a comme particularité de ne pas posséder de réducteur de vitesse. En effet, le moteur est équipé d’un variateur de fréquences qui permet de faire varier sa vitesse. La poulie est donc reliée directement sur le moteur. Grâce au variateur de fréquences, le moteur tourne à des régimes optimisé, ce qui réduit la consommation électrique. Ce système de motorisation possède un bon rendement car il est de l'ordre de 80%.
Ce type d’ascenseur est généralement installé dans les grands bâtiments car il permet d'atteindre des vitesse en course de l'ordre de 18 m/s.
Le système apporte un plus par rapport à l'encombrement et au poids du moteur en simplifiant l'aspect constructif de l'ascenseur et de son enveloppe. En effet, il n'est plus vraiment nécessaire de prévoir dans le projet de construction une salle des machines, tout peut se trouver dans la gaine d'ascenseur.